[发明专利]废酸浓缩多级处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低浓度废酸回收减排方法，具体地讲是涉及一种利用浴液减压闪蒸的蒸发特性，使浴液中的水分蒸发出来，达到废酸浓缩回收利用的目的的废酸浓缩多级处理的方法。

背景技术

硫酸是硫酸法生产钛白粉的主要原料，生产过程中有大量的废酸产生。根据工艺不同，一般将浓度17％-22％的水解废酸称为浓硫酸，4-10％为漂白废酸，一般而言，生产1t成品可产生3.5t稀硫酸，其中稀酸总量的15％-20％返回酸解工序，用以稀释浓硫酸之用。但传统的废酸浓缩存在能耗高、设备投资大、浓缩后浓度达不到使用要求。

邹建新等人在“钛铁矿制备钛白副产废硫酸浓缩回用研究”《化工矿物与加工》，2005年第3期：16页-18页，一文中，指出采用普通废酸浓缩装置就水蒸气浓缩废酸方法进行探讨，其设备主要由扩散器、造雾器、汽化器、热交换器和汽液分离器组成。实施步骤是将废酸沉降、过滤、除渣后打入废酸浓缩装置，通入水蒸气进行热交换，通过造雾、汽液分离，排放汽水，获得37％的浓缩硫酸，工艺流程如图1所示，并且在文件中指出若在37％浓酸基础上再提高质量分数，会再度提高废酸回用率，但会对浓缩设备和浓缩流程提出很大的挑战，影响设备运行的成熟度，并将增大成本，因为随着浓酸质量分数的提高，硫酸的沸点迅速升高，热能效率降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种废酸浓缩多级处理的方法。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的

废酸浓缩多级处理方法，包括以下的步骤：

废酸经I效蒸发加热器加热后、I效分离器分离后，液体状物料的一部分经循环泵返回I效蒸发加热器，另一部分输入II效蒸发加热器，经II效蒸发加热器以及II效分离器分离后，一部分经循环泵返回II效蒸发加热器，另一部分经冷却器冷却，结晶器结晶、分离器分离后滤渣回收利用，滤液输入Ⅲ效蒸发加热器加热、蒸发分离器分离后排出浓酸；

I效蒸发加热器以饱和蒸汽作热源，冷凝水输入预热器内用于加热废酸，预热器的冷凝水回收利用；

Ⅲ效蒸发加热器利用蒸汽作为热源，冷凝水回收利用；

II效蒸发分离器和蒸发分离室排出的蒸汽经喷淋冷凝器的冷却水冷却后作废水处理。

前述的废酸浓缩多级处理方法，所述的I效、II效蒸发加热器为降膜石墨列管蒸发加热器；Ⅲ效蒸发加热器为浮头列管式石墨换热器。

前述的废酸浓缩多级处理方法，其特征在于蒸发加热器内的废酸量达到循环量之前，物料经循环泵只在蒸发加热器以及蒸发分离器内循环，

前述的废酸浓缩多级处理方法，其特征在于在废酸进入I效蒸发加热器之前经预热器预热，预热器的热源是I效蒸发加热器的冷凝水。

本发明有以下积极的效果：

降膜蒸发器的蒸发效率较高，其总传热系数最高可以达到2000Kcal/m²h℃，但其高效蒸发的关键是必须将冷态的原料水在蒸发器的管子内部形成一层均匀的液体薄膜，液体分布器可以将进入蒸发器的原料水强制形成沿管子内壁的环状均匀的液体薄膜，该发明作为一个系列设计，蒸发水能力从2.5吨到10吨，级数为3级或更多。可以替代现在普遍应用的单效或者双效蒸发工艺，从而节省大量蒸汽和冷却水，减少对环境的污染。

减小设备换热面积30％，相应地节省了材料降低了制造成本。蒸汽的热量得到充分利用，节省蒸汽35％以上，同时可以节省冷却水30％以上。

附图说明

图1为传统的废酸处理工艺的流程图；

图2为废酸浓缩多级处理装置的连接关系示意图；

图3为可换管式列管石墨换热器的结构示意图；

图3中主要部件的标记说明：

A酸出口、B试镜、C冷凝液排净口、D不凝性气体出口、E酸进口、F蒸汽入口、G备用口、H不凝性气体出口、J冷凝液出口、M、折流板、K1汽液出口、K2液位计备用口；

图4是图3的俯视图；

图5是降膜部分的结构示意图；

图5中主要部件的标记说明：1 上封头、2、分散布液盘、3、第一层布液盘、4、第二层布液盘、5、石墨螺栓、6、石墨分液头、7、石墨密封螺母、8、橡胶密封圈、10、石墨换热管、11、石墨管板、12、石墨降液管

图6是换热管与管板密封结构示意图；

图6中主要部件的标记说明：9、密封石墨环；

图7是筒体与管板密封结构示意图；

图7中主要部件的标记说明：14、筒体、16、垫片。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。